大数据运算设备及其冷却系统的制作方法

本实用新型涉及冷却系统技术领域，具体涉及一种大数据运算设备及其冷却系统。

背景技术：

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

大数据，指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产，大数据处理设备作为大数据分析处理的核心，需要二十四小时不间断的工作，因此大数据处理设备的散热效率直接影响到了整个设备运行效率，以及在整个大数据系统中的工作效率，现有的大数据处理设备多采用风冷和水冷结合的方式进行散热。

随着IT技术的飞速发展，高功率密度机架服务器、刀片服务器、网络交换机等越来越多地被采用，导致大数据处理设备的机柜密度越来越高，同样占地面积的模块化数据中心，需要更多数量的空调来冷却，这就导致提供给大数据处理设备的机柜位减少，数据中心的建设需要投入大量的资金，包含土地取得费、前期工程费、建筑安装工程费、设备购置费、管理费用、财务费用、运营成本等等，一般来讲，平均每个大数据处理设备的机柜位的资金投入大概需要5-6万元，客户对于数据中心能够提供的有效大数据处理设备的柜位越来越重视，甚至很多用于租赁的数据中心，已经在按照大数据处理设备的机柜数量收取租金，而传统的模块化数据中心，一般都采用列间空调进行制冷，这就需要占用大数据处理设备的机柜位，尤其对于高热流密度的数据中心，占用的大数据处理设备的机柜位会更多，这就导致能够提供的有效大数据处理设备的柜位减少，数据中心的有效空间利用率降低，若要增加有效的大数据处理设备的柜位，就需要扩大数据中心的面积，增加初投资。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足提出的一种用于大数据运算设备的冷却系统，该冷却系统通过嵌入式蒸发器以热交换的方式对至少一个箱体内的运算模块进行降温，从而提高大数据运算设备的散热性，减少冷却系统占用大数据运算设备有效空间的现象。该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型的第一方面提供了一种用于大数据运算设备的冷却系统，大数据运算设备包括至少一个箱体和设置于至少一个箱体内的运算模块，冷却系统包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，其中，蒸发器嵌入至少一个箱体内，用于冷却至少一个箱体内的运算模块。

优选地，至少一个箱体的至少一侧为中空结构的板体组件，板体组件包括面向至少一个箱体内设置的透气板和背对至少一个箱体的密封板，蒸发器设置于密封板上并通过透气板与至少一个箱体内的气体进行热交换。

优选地，透气板为设置有通孔的板体结构，透气板覆盖于密封板上并与密封板之间具有间距。

优选地，蒸发器为平铺于密封板上的往复式换热管结构，往复式换热管的进口与节流装置的出口处的流通管通过第一软管连接，换热管的出口与压缩机的进口处的回流管通过第二软管连接。

优选地，流通管上设置有与控制器连接的流量调节阀，控制器通过流量调节阀调节流入蒸发器的流体速度，通过不同的流体速度调节至少一个箱体内的温度。

优选地，冷却系统还包括与控制器连接的温度传感器，温度传感器设置于至少一个箱体内靠近运算模块的位置，控制器根据温度传感器检测的运算模块的温度信号控制流量调节阀的开度大小。

优选地，冷却系统还包括设置于至少一个箱体内并位于至少一个箱体底部的风扇，风扇用于提高至少一个箱体内的气体流通效果。

优选地，冷却系统还包括设置于至少一个箱体的至少一侧的百叶窗，百叶窗用于促进至少一个箱体内的空气与外界的空气流通。

优选地，当至少一个箱体为多个箱体时，多个箱体内的多个往复式换热管的进口与出口彼此连接。

本实用新型的第二方面还提供了一种大数据运算设备，大数据运算设备包括至少一个箱体和设置于至少一个箱体内的运算模块，其中，大数据运算设备还包括本实用新型第一方面的用于大数据运算设备的冷却系统。

本领域技术人员能够理解的是，本实用新型通过将蒸发器嵌入至少一个箱体内，蒸发器以热交换的方式对至少一个箱体内的运算模块进行降温，从而提高大数据运算设备的散热性，减少冷却系统占用大数据运算设备的有效空间。具体地，本实用新型将蒸发器嵌入箱体的板体组件内，蒸发器吸收箱体内流体的热量使箱体内的流体降温，降温后的流体与箱体内的运算模块发生热交换使运算模块降温，进一步地，本实用新型的蒸发器为嵌入箱体的板体组件内的往复式换热管结构，往复式换热管结构不仅可以提高蒸发器与箱体内流体的热交换效率，还节省了蒸发器占用大数据运算设备的有效空间。

进一步地，本实用新型的节流装置与蒸发器之间的流通管上设置有由控制器控制的流量调节阀，控制器通过控制流量调节阀的开度大小控制流入蒸发器内的流体速度，通过不同的流体速度调节箱体内运算模块的温度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型一个实施例的用于大数据运算设备及其冷却系统的结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的板体组件的剖视结构示意图。

图3为图2所示板体组件的A-A向剖视结构示意图。

其中，10、箱体；12、板体组件；122、透气板；124、蒸发器；126、密封板；14、风扇；16、百叶窗；22、压缩机；23、冷凝器；24、节流装置；25、第一软管；26、第二软管；27、流量调节阀；30、控制器；32、温度传感器。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，本实用新型通过将冷却系统应用于大数据运算设备只是一个优选实施例，并不是对本实用新型冷却系统应用范围的限制，例如，本实用新型的冷却系统还可以用于其他具有类似箱体结构的设备，这种调整并不偏离本实用新型冷却系统的保护范围。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“底”、“面向”、“背对”、“侧”、“上”、“下”、“内”、“外”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

图1为本实用新型一个实施例的用于大数据运算设备的冷却系统的结构示意图，图2为本实用新型一个实施例的板体组件的剖视结构示意图，图3为图2所示板体组件的A-A向剖视结构示意图。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的第一方面提供了一种用于大数据运算设备的冷却系统，大数据运算设备包括至少一个箱体10和设置于至少一个箱体10内的运算模块，冷却系统包括依次连接的压缩机22、冷凝器23、节流装置24和蒸发器124，其中，蒸发器124嵌入至少一个箱体10内，用于冷却至少一个箱体10内的运算模块。具体地，大数据处理设备包括设置于至少一个箱体10内的中央处理器、内存储器、硬盘、光纤以太网适配器以及电源等运算模块，箱体10内安装运算模块的安装结构以及运算模块的具体位置可以采用本领域常见的安装结构和位置分布，在此不再进一步限制，蒸发器124嵌入少一个箱体10内用于对上述运算模块进行降温，同时节省冷却系统占用至少一个箱体10的有效空间，需要说明的是，本实用新型冷却系统中的压缩机22、冷凝器23、节流装置24可以采用空调系统中常见的结构，如节流装置24可以采用空调系统中常见的毛细管结构等，同时，本实用新型的冷却系统包括但不仅限于上述结构，例如，本实用新型的冷却系统中还包括设置于节流装置24与冷凝器23之间的过滤器以及设置于冷却系统的单向阀等空调系统中的常规结构，在此不再一一赘述。

继续参阅图1、图2和图3，根据本实用新型的实施例，至少一个箱体10的至少一侧为中空结构的板体组件12，板体组件12包括面向至少一个箱体10内设置的透气板122和背对至少一个箱体10的密封板126，蒸发器124设置于密封板126上并通过透气板122与至少一个箱体10内的气体进行热交换。具体地，根据本实用新型的实施例，透气板122为设置有通孔的板体结构，透气板122覆盖于密封板126上并与密封板126之间具有间距，蒸发器124设置于密封板126上位于透气板122与密封板126之间的间距处，其中，透气板122能够使箱体10内的空气进入板体组件12内与使蒸发器124内的热量以热扩散的方式传递热量，密封板126可以减少蒸发器124与箱体10外的空气进行热交换的现象，提高蒸发器124的冷却效率，需要说明的是，将透气板122设置为有通孔的板体结构只是本实用新型的优选实施例，并不是对本实用新型透气板122结构的限制，例如，本实用新型的透气板122还可以为其他具有透气作用的结构如网状结构等，均属于本实用新型透气板122的保护范围。

继续参阅图1、图2和图3，根据本实用新型的实施例，蒸发器124为平铺于密封板126上的往复式换热管结构，往复式换热管的进口与节流装置24的出口处的流通管通过第一软管25连接，换热管的出口与压缩机22的进口处的回流管通过第二软管26连接。往复式换热管结构不仅可以减少蒸发器124占用箱体10的空间，还可以增加流体在蒸发器124内的流通路径从而提高蒸发器124与箱体10内空气的换热效率，同时，第一软管25和第二软管26可以提高蒸发器124对箱体10所处空间的适应性，提高蒸发器124的空间适用性，其中，第一软管25和第二软管26可以为常见的金属软管或者塑料软管等。

继续参阅图1、图2和图3，根据本实用新型的实施例，流通管上设置有与控制器30连接的流量调节阀27，控制器30通过流量调节阀27调节流入蒸发器124的流体速度，通过不同的流体速度调节至少一个箱体10内的温度。本实用新型的冷却系统通过控制器30控制流通管上流量调节阀27的开度大小，以调节流入蒸发器124的流体速度，通过不同的流体速度调节蒸发器124与箱体10内空气的换热效率，提高冷却系统调节大数据运算设备的效率，其中，流量调节阀27可以采用常见的电磁流量调节阀。

继续参阅图1、图2和图3，根据本实用新型的实施例，冷却系统还包括与控制器30连接的温度传感器32，温度传感器32设置于至少一个箱体10内靠近运算模块的位置，控制器30根据温度传感器32检测的运算模块的温度信号控制流量调节阀27的开度大小。其中，控制器30为PID控制器，PID控制器由比例单元、积分单元和微分单元组成，PID控制器由参考输入与被调量的误差、误差的积分、误差的微分三者的“线性组合”来产生控制信号，PID控制器根据设定温度值r(t)和温度传感器32检测到的实际温度输出值y(t)生成控制偏差函数e(t)，并将偏差按比例、积分和微分作用通过线性组合求出控制量u(t)，从而实现对流量调节阀27开度大小的控制，达到对大数据运算设备的温度进行精确控制的目的。

继续参阅图1、图2和图3，根据本实用新型的实施例，冷却系统还包括设置于至少一个箱体10内并位于至少一个箱体10底部的风扇14，风扇14用于提高至少一个箱体10内的气体流通效果，使至少一个箱体10内的运算模块能够均匀散热，风扇14可以采用轴流风扇，轴流风扇可以使至少一个箱体10内的空气进行上下反复交换，减少至少一个箱体10内出现局部运算模块过热的现象。

继续参阅图1、图2和图3，根据本实用新型的实施例，冷却系统还包括设置于至少一个箱体10的至少一侧的百叶窗16，百叶窗16由多个开口朝下的条形通气孔构成，百叶窗16既能促进至少一个箱体10内的空气与外界的空气流通，使至少一个箱体10内的热空气与外界的空气进行热交换，又能减少外界空气中的灰尘或者水蒸气进入至少一个箱体10内，进一步地，百叶窗16位于至少一个箱体10内壁的一侧设置有窗纱结构，以减少外界空气中的灰尘进入至少一个箱体10内的现象。

继续参阅图1、图2和图3，根据本实用新型的实施例，当至少一个箱体10为多个箱体10时，多个箱体10内的多个往复式换热管的进口与出口彼此连接。具体地，多个往复式换热管中靠近节流装置24的一个往复式换热管的进口处的第一软管25与节流装置24出口处的流通管连通，多个往复式换热管中靠近压缩机22的一个往复式换热管的出口处的第二软管26与压缩机22进口处的回流管连通，其余的多个箱体10内的多个往复式换热管的进口与出口彼此连接，通过将多个箱体10内的多个往复式换热管的串联的方式提高冷却系统的效率，并减少冷却系统占用大数据运算设备的有效空间。

继续参阅图1、图2和图3，本实用新型的第二方面提供了一种大数据运算设备，大数据运算设备包括至少一个箱体10和设置于至少一个箱体10内的运算模块，其中，大数据运算设备包括本实用新型第一方面的用于大数据运算设备的冷却系统。因此，本实用新型的大数据运算设备具有本实用新型第一方面冷却系统的一切技术效果，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。